导语
这个世界是真实存在的吗？因果律的束缚能否被打破？自古至今无数哲人为因果与存在难题想破了脑袋，这篇文章却用区区数千文字试图跨越上百年，从哲学到科学，试图搞清因果到底是怎么回事儿。
研究领域：因果关系，四因说，格兰杰因果，因果科学，因果之梯
杨明哲| 作者
哲思世界| 来源
在《黑客帝国》第一部中，程序员托马斯·安德森 （尼欧） 逐渐发现现实世界是被机器控制的虚拟矩阵。反抗军领袖墨菲斯引导他觉醒，并坚信他是预言中能终结人机战争的“救世主”。然而，先知在关键对话中暗示尼欧并非天选之人。这一否定性预言反而激发出尼欧的自主意志——当墨菲斯被特工史密斯捕获时，他违背理性判断，冒着生命危险重返矩阵营救墨菲斯。正是这种看似违背“命运安排”的抉择，最终让他在濒死时刻突破代码束缚，觉醒为真正掌控矩阵规则的救世主。这与俄狄浦斯王故事是一体两面。
俄狄浦斯是忒拜国王拉伊俄斯和王后伊俄卡斯忒的儿子。因神谕预言他将弑父娶母，出生后被抛弃，却被科林斯国王收养。成年后，俄狄浦斯得知神谕，为避免预言成真，离开科林斯。途中，他因争执杀死一位老人 （实为其生父拉伊俄斯） ，随后解开斯芬克斯之谜，成为忒拜国王，并娶了王后伊俄卡斯忒 （实为其生母） 。后来，忒拜爆发瘟疫，神谕揭示必须找出杀害前王的凶手。俄狄浦斯追查真相，最终发现自己就是凶手，且已应验了弑父娶母的预言。伊俄卡斯忒自尽，俄狄浦斯刺瞎双眼，自我放逐。
这两个故事有着相同的宿命底色——预言会干预因果关系，而这影响人的主观行为，使得人的行为恰恰完成预言的目的。不同的是，前者是积极的英雄之旅，后者则是典型的古希腊悲剧。崇尚理性思考的古希腊人早早意识到，对因果的认识似乎是人类所独有的且非常重要的能力。
我们生活中，到处都体现着因果作用。你推动一个小球，它会滚动；你如果欺骗了某个人，他会生气。除了日常生活，因果对于科学研究更是极其重要。牛顿第二定律便是告诉我们，被推动的小球会如何运动。而宏观世界中的万事万物，甚至都遵循着某一相同的因果律，它还可以被量化和计算出来。但因果这个概念本身，却一直以来很难被彻底说清楚。在英文中，它可以对应两个词，causal和reason。前者往往特指物理研究中的因果，比如物理学家说，光锥之内的所有事件之间都存在因果联系，而超过光速的因果作用就不存在了。后者 （Reason） 则广泛地在生活场景中使用，比如我吃多了，所以感觉到撑，这是不需要相对论知识也能说清楚的事情。但有时候我们也不怎么区分这两者，混着用好像也没什么毛病。
那是否存在一个清晰的分类体系，可以把因果这件事说清楚呢？这其实首先是一个哲学问题。像这种非常重要又很难被说清楚的概念，在历史上都是哲学家首先乐于谈论的。而第一个尝试一口气把它说清楚的哲学家，便是古希腊哲学家亚里士多德。
四因说
亚里士多德在《物理学》中提出四因说，认为理解任何事物的变化需要四个层面的原因：
质料因：构成事物的物质基础（如雕塑的大理石）；
形式因：事物的本质或结构（如雕塑的造型设计）；
动力因：引发变化的直接动因（如雕塑家的雕刻动作）；
目的因：事物存在的目的或终极目标 （如雕塑的审美功能） 。
亚里士多德的分类非常朴素，不需要太多哲学背景，你也能理解这四类，并把它和我们生活中谈论的因果对应起来。似乎看起来，我们研究所有事物，只需要去找背后这4个层面的原因就好了。可现实是，在历史中，亚里士多德的四因说并没有促进科学精神的发展，反倒压抑了科学的进程。
这4个里面，比较特殊的一个是目的因。单从字面意思理解，我们不难认同这种原因的存在，因为我们都能体察到自己是有意图和目的的，这便是主观能动性嘛。可问题是，其他的事物，比如一块石头，有目的吗？亚里士多德认为有。他说，重物下落更快是因它有追求地心位置的目的。这种论断麻烦之处不在于他说错了，而在于这不可证伪。用目的因进行的解释，难免都有循环论证的嫌疑。而在其他层面上，比如形式因上，亚里士多德也给出过不可证伪的命题，比如植物生长是因具有“植物灵魂”。把时间线往后调，神学家托马斯·阿奎纳便顺着亚里士多德的四因说，来证明上帝的存在。他在《神学大全》里有这样一条证明：万事万物的变化都有其动力因，而每个事物的动力因，也有它自己的动力因，而这个因果链条一直往前回溯，总归有尽头，于是一定存在一个第一因，它是万事万物变化最根源的原因，而它自己的背后就没有另外的原因了。这个第一因便是上帝。于是，传统西方精神世界的两大支柱——理性主义和基督教精神，就在这个地方达成了同盟。
但不管亚里士多德犯了多少个错，我们似乎都能认同四因说背后一个潜藏的假设——因果律是这世间客观存在的法则。直至今日，这个观念都在大多数人的脑海里根深蒂固。而在历史上，曾有一名哲学家给了我们一个当头棒喝，说这一切都是假象。这个人便是有“因果铡刀”之称的大卫·休谟。
休谟：因果关系是我们的幻象
大卫·休谟，苏格兰启蒙运动时期的重要哲学家、经济学家和历史学家，是怀疑主义和经验主义的代表人物。休谟认为，我们对因果关系的信念实际上是一种心理习惯。当我们反复观察到特定类型的事件序列时，我们开始期待类似的结果发生。这种期待变成了一种习惯，我们错误地将其解释为因果之间的必然联系。同时，因果推理 （归纳推理） 的合理性无法通过逻辑证明。我们无法证明过去的规律在未来仍然适用，因为这是一种基于过去经验的归纳假设。
比如说，为什么人吃多了会感觉到撑？我们会认为这其中存在必然的因果联系，但休谟会说，你之所以误认为这里有因果联系，是因为你经常观察到人们在吃很多东西之后，会表现出胀的感觉 （观察对象包括你自己） 。这两件事只不过经常前后脚一起发生而已，不能说这里有真的因果关系。你当然可以继续和他争辩：现代医学允许我们观察身体的内部。当人吃很多东西后，体内某种物质浓度会变高，会刺激神经，让我们产生相应的感觉。这不就是一条明晰的因果链条吗？休谟也可以继续施展相同的一招：你观察到人吃多后，某种物质的水平提升，凭什么说这里就有必然的因果关系呢？这或许只是一种巧合，而无论这个巧合发生过多少次，你都无法证明它是必然的规律，而不是或然的巧合。
到这里，你应该已经发现，在休谟的铡刀之下，哪怕是严谨的科学实验也难逃一劫。如果休谟生活在今天，他一定会用《三体》作为例子来佐证自己。小说里，三体人派出的智子扰乱粒子加速器里的实验结果，让人类科学家都绝望地说：物理学不存在了。休谟不需要这个宇宙里真的有一个封锁人类科技的三体人，而只是提出这样的问题：我们如何保证在不同时间地点验证了一千遍一万遍的结论，在一个全新的时间地点上依旧能被验证成功呢？这只不过是人类毫无来由的信念罢了。
事实上，休谟不仅认为因果关系是虚假的，连实体的存在也是虚假的，它们都只不过是我们的感官印象而已。休谟对实体的看法和佛教很相似，有万法皆空的意味。是啊，如果压根就没有一个外在的真实客观世界，那我们再说因果是客观存在的也就没有意义了。前面都在聊西方哲学，接下来我们就来看看东方哲学里对因果的看法。
佛家：否定一切，除了因果
东方哲学里，谈论因果这个概念最著名的，就是佛教的教义了。而佛教，大概也是被世人误解最多的宗教了吧。从某种角度看，佛教确实有和现代科学相通的地方。比如佛教教义里讲，万事万物都是由无数个微小单位构成的，这种微小的单位被称为“达摩”。无穷无尽的达摩，构成了我们所见的诸事物。如果用数学的语言来说，达摩是元素，其他一切存在都是这种元素的集合。只有元素是真的，所有的集合都是假的。不仅如此，连时间也可以被分成一个个的瞬间。只有一个个的瞬间是真的，所谓瞬间连在一起形成流动的时间，是假的。佛陀当初为了尽可能不让后人曲解自己的道理，留下“四大法印”，提炼了自己的核心观点：诸行无常，诸法无我，涅槃寂静，有乐皆苦。不存在永恒的形式，不存在统一的“我”，你感受到的所有快乐都是苦海的一部分，只有涅槃，从苦海里解脱出来，才是真的，值得追求的。
可惜的是，就连佛法本身，也是一个集合名词，也是假的，也要经历成住坏空的整个过程。被误解是表达者的宿命，佛陀当初大概也明白这个道理。
所以总的来说，佛教是否定性的哲学，几乎否定一切我们所认为理所当然的。但它也保留了一些东西，比如从古印度哲学里就有的转世轮回这一概念，还有就是因果律。佛教里的因果律重要而且强大，不仅是万物运行的背后规律，更是统治了道德准则，比如——善有善报，恶有恶报。但这里的善恶有报，跟我们世俗理解不同，不是说一个人做了善事，以后就有好事发生，做了恶以后就有坏事发生。这种功利主义的理解不仅跟佛教的气质不符，更关键的是，这会让佛教教义出现严重的逻辑漏洞：既然无我，既然时空上没有连续同一性，那过去的我做的无论好事坏事，凭什么报应到现在的这个我身上呢？得道高僧没有这个理论层面上的困扰，是因为他们知道，因果律是发生在达摩这个层次上的，而不是虚假的集合之间。可见，实体的存在性和因果的存在性是绑定在一起的。佛教谈论的因果有点像康德的物自体，虽然真实存在，但看不见摸不着，没办法理解。
说回到佛教与休谟哲学的关系，他们相似的地方在于都有着“凡所有相，皆为虚妄”的觉悟，但也有很多不同之处。一个在于对因果存在性的判断和解释，另外一个则是应然层面上的选择不同。你别看休谟的哲学听起来似乎很消极，但他本人在生活中是一个具有实用主义精神的乐天派。他的个人生活不会被他的哲学所困扰，两者泾渭分明。正如那两句名言所说，未经过反思的人生是不值得过的，而过度反思的人生是没法过的。我们现代人都知道地球绕着太阳转，可每当看到太阳升起也会感叹一句，温吞吞的太阳挂在湛蓝的天空上。要是每次都想着用天文学知识批判我们的感官认识，那日子是没法过了。而佛教的态度不同：你明明知道什么是真的，什么是假的，干嘛不去追求真的东西，而要沉浸在这虚假幻象里呢？所以信佛教，是一定要真正去修行的。如果是在《黑客帝国》那个经典的选择题场景里，佛教会选择红色药丸，休谟会选择蓝色药丸。佛教不佛系，休谟爱躺平。
统计学中的因果危机
尽管休谟对因果关系和归纳推理的有效性持怀疑态度，但他也认为这些认识工具在实践中是非常有用的。即使我们的知识基础不是坚不可摧的，我们仍然可以在实践中有效地使用它。可是较真的科学家们，就没办法像休谟那么开朗了。
统计学家皮尔逊是历史上相当重要的学者，他提出的皮尔逊相关系数如今仍被非常普遍的使用。也就是从高尔顿、皮尔逊等人开始，相关性分析成了统计学研究的绝对主流，因果则成了忌讳和异类。这方面的历史，Judea Pearl的《为什么》一书已经介绍得很好了，大家可以直接去读原书。
事实上，相关性分析的力量已经非常强大了。像如今的人工智能技术，只要通过某些技巧让AI充分挖掘数据中的相关性，它们就可以有惊人的预测准确度。不过在某些问题，人们仍然好奇因果性的问题，所以一些学者打算在因果铡刀下做出部分妥协——提出看似描述因果，本质还是计算相关性的度量指标。其中具有代表性的，就是格兰杰因果。
克莱夫·格兰杰（Clive W. J. Granger） 是格兰杰因果的提出者，他于1934年出生于英国，2003年因其在时间序列分析领域的贡献获得诺贝尔经济学奖。简单地介绍格兰杰因果便是，如果时间序列X的过去值能够提供关于时间序列Y未来值的额外信息，那么我们就说X“格兰杰导致”Y。它本质是通过引入时间先后，打破变量关系中的对称性，来规定什么是因，什么是果。无论是基于回归模型做估计，还是用信息论中的转移熵做推断，本质都是如此。
格兰杰因果在诸多领域有广泛的应用，不然也不会得诺贝尔奖了。那我为什么说这计算的不是真正的因果呢？看下面这张图。图中X和Y分别是两条时间序列，其中可以度量在控制住t-1时刻Y的情况下，t-1的X对t时刻的Y的预测能力。但假如有一个变量Z会同时影响X和Y两条序列的话，即使X对Y本身没有直接的因果关系，我们也可能计算出X显著地格兰杰导致Y。这里的Z，便被Judea Pearl称为混杂因子。格兰杰因果推断不能排除这种混杂因子的存在。
关联中有时间先后顺序，其实是变量间具有真正因果关系的必要不充分条件。也就是说，你发现X和Y具有相关性且X的事件总发生在Y之前，不一定说明其背后有真实的因果关系，很可能是有混杂因子或者就是一个巧合。而反过来，如果X对Y有真的因果关系，一定能观测到具有时间先后区别的相关性。直至今日，大部分因果推断方法和题目中带有“因果”一词的学术论文都是把这个必要条件直接当充分条件用。毕竟还是要有休谟的乐观精神，如果太较真，论文就不能好好发了，日子也就没法过了。
科学家和哲学家大概是这个地球上最聪明的两种人了，他们对因果这一问题的探索就只能如此了吗？现在我们回到哲学家阵营，来看一位大哲学家如何严肃地挑战因果存在性的证明。他并非要简单地回归到去维护古希腊的朴素唯物主义的立场，而是要借此打开人们认识世界的新角度新框架。他就是大名鼎鼎的伊曼努尔·康德。
康德的证明
从前文我们可以看出，关于因果的讨论，对科学的发展有着很重要的结论。如果真的承认休谟的观点，就意味着我们如今所得出的一切科学结论都是或然的，终归都是不可靠的。康德，作为一名划时代的大哲学家，野心勃勃，要为形而上学，也就是那时的科学，打下坚实的理论根基。整本《纯粹理性批判》便是为此而著成。他当然不能对此局面坐视不管，尽管他承认休谟的哲学也让他获益匪浅，“从独断主义的昏睡中清醒过来”。他终归要披挂上阵，正面回击休谟对因果性的质疑。
《纯粹理性批判》中，康德为了将主观感知的偶然转化为客观的必然，提出了经验的类比。第一类比关于实体性范畴 （在现象的一切变化中，实体是持久的；实体在量上既不增加也不减少） ；第二类比关于因果性范畴 （一切变化都按照因果联结的法则发生） ；第三类比关于协同性范畴 （一切实体在空间中可以作为共存的整体被感知） 。下面就主要展开第二类比的内容。
进入康德的世界，我们就要对康德谈论的对象划分层次。这里可以划分出三个层次：意识对象、现象、物自体。意识对象，这是我们对外界事物的直接感知和领会，是我们意识中所呈现的一切。在这个层次上，我们的认识是被动的，仅仅是对感官印象的接受。如果停留在这个层次，我们的认识将完全受制于个体的感知和经验，正如休谟所主张的，所有的知识都来源于经验。也如康德自己所说：“只要现象仅仅作为诸表象而同时就是意识的对象，那么它们就与想象力的综合中的领会即接受完全没有什么区别，这样我们就必须说：现象的杂多在内心总是相继产生的”。 （为了文字不晦涩，下文中就用“现象”直接代替“现象的杂多”这种说法）
现象，康德区分了现象和意识对象，现象是通过感性直观和知性概念共同作用的结果。现象不仅仅是感官印象，还包括了我们对这些印象进行组织和解释的过程。在这个层次上，康德认为我们能够认识到事物的某些普遍性和必然性，但这些认识仍然局限于我们的认识能力。
物自体，这是康德哲学中最为根本和抽象的层次，指的是事物独立于我们感知和认识能力存在的状态。物自体是不可认识的，因为它们超越了我们感性和理性的界限。康德认为，我们只能认识到现象，而无法直接认识物自体。
一切变化按因果联接的规律而发生
现在我们来看一个具体的例子，观察面前的一栋房子。我们对于它的现象的领会总是前后相继的，比如从左到右、从上到下去看这一栋房子，总会有一个顺序。那问题来了，房子现象本身是否也前后相继呢？显然，我从左到右去看这个房子不意味着这个房子是先有了左边才有了右边，不会有人给出这样的判断。那我们又是凭什么否认了这种可能呢？其实这里已经透露出，意识对象中的前后相继与现象的前后相继是有关联的，使得我们可以凭借领会的前后相继推出关于现象前后相继的情况。
既然彻底的怀疑主义站不住脚，我们要先承认，人可以认识到，某物发生了。“发生”就是客观的现象中的变化。要感知到这一点，一定要有不包含这一状态的现象先行发生。所以，凡是发生的事物都有原因。我们没办法想象，一个事物发生了，却没有任何的原因。同样的道理，凡是发生的事物也都有它对应的结果。
所有对领会的综合中，领会都是前后相继的，那么从原因到结果，和看一栋房子的从左到右，似乎在意识对象的领会中没有什么分别，即使在现象中它们是截然不同的两件事。那要怎么做呢？
我们来看另一个例子，我看到一艘船顺流而下。在意识对象层面上，我先知觉到船在上游，然后知觉到船在下游，这是一种前后相继。但这个顺序不能反过来，即我先知觉到它在下游，然后出现在上游。除非有新的因素或条件引进来，否则包括我在内的所有人不会严肃地认为这是成立的。这就和我们对一栋房子的领会区分开了，有时候，先行的知觉状态只能在继起的知觉状态之前，不能反过来，这和任意想象时顺序可以随意定是很不一样的。所以，有关发生的事情的知觉，总会受到一个秩序的约束。次序就是被这个约束定下来的。“我不能以别的方式，而恰好只能在这一次序中来进行领会”。
我们另外用一个反证法的思路把整个论证重述一下：如果没有这样的规则存在（即因果律），那么一切知觉中的相继都是在意识对象层面，它们无所谓先后顺序。也就是说，凭借我们的知觉，无法把一个现象和另一个现象按照时间关系区分开，比如动态的游船和静止的房子作为客体是一样的，和我们知觉的顺序没有关系。所以，一切领会都是主观的东西，没办法规定任何客体，也就形成不了对任何一个对象的知识。除非某个人是彻底的怀疑主义者，觉得形成不了任何知识也是可以接受的，否则他就要接受这个推导起点的否命题，也就是说，因果律是存在的。
因果来自人的先天认知结构
在康德之前，哲学家可以这样被划分：经验主义和理性主义。前文中说，休谟是经验主义的代表，相同流派的哲学家还有洛克，贝克莱。他们认为所有知识或观念都源于经验，特别是感官经验。与之相对的理性主义则相信，知识源于与生俱来的“先天观念” （如数学公理、逻辑法则） ，代表哲学家有笛卡尔、莱布尼兹和斯宾诺莎等等。
康德要做的事情并不是返回亚里士多德的传统，认为因果就客观存在于自然之中。实际上他同时反对经验主义和理性主义。就像金庸小说里的扫地僧，一出手，就同时打向萧远山和慕容博，左右开弓。
对于休谟的怀疑，他给出论证说明因果律是普遍必然的，因为这是人的先天认知结构 （这里的“人”泛指一切能运用理性的主体） 。而对于理性主义而言，他也强调经验的重要性，因为现象的形成既离不开人的认知结构，也离不开后天经验的获取。打个比方，我们通过感官获取的经验和印象是摆在桌面上的材料，而我们的先天认知结构就是各式各样的工具。工具和材料结合，便能建造出完整的成品。那因果律是什么呢？它就是镶嵌在这个成品里的螺丝或脚手架。也就是说，因果是人自己放进经验材料里的。这便体现出“人为自然立法”的精神。在康德自己看来，这是哥白尼式的认知革命。
写这些文字时，我开始好奇康德之后的哲学家，比如黑格尔，是如何看待康德的第二类比的，于是小小调研了一番。其实黑格尔也是从自己的哲学框架出发批判康德的。比如康德论证因果律时，努力想剥离掉时间因素的影响，提出一个普适的理论基础。而黑格尔恰恰非常注重历史，认为应该从历史的角度去看待因果律的动态变化。打个比方的话，康德是把整个世界都看成是马尔可夫动力学，每一步状态只取决于上一时刻状态的因果影响，与更早的历史无关。而黑格尔更看重非马尔科夫动力学这一背景，因为所有法则都要经历正反合的辩证法过程。
因果科学的发展
2000年左右，因果科学的发展逐渐被大众所关注，对因果关系的研究回归到了科学研究的浪潮里。其中具有代表性的，便是Judea Pearl提出了因果的三层阶梯：关联-干预-反事实。第一层次关联非常常见，皮尔逊相关系数的计算就在这一层，一般在观察性研究中，最容易的做法就是从数据中挖掘关联。到第二层干预，对应的就是随机对照试验这样的研究，意思是你可以在控制其他变量不变的情况下，主动干预影响某一个变量，然后观察这个干预引起的变化。很多哲学家似乎都忽略了这一点，其实我们为了验证因果性是可以与这个世界主动互动的。第三层次反事实，便是想象，如果当初某事A没有发生，现在会怎样。当我阅读《纯粹理性批判》时，发现第二类比中有大量反事实语句。从某个角度来看，康德的证明之所以可能，便是来自于我们人可以先天地区别关联和反事实这两个层次。
有趣的是，在《为什么》一书中，Pearl也对休谟的哲学做了回应。原书中他是这么评论休谟的：
在《人类理解研究》中，他发表了一个截然不同的观点：“我们可以给一个因下定义说，它是先行于、接近于另一个对象的一个对象，而且在这里，凡与前一个对象类似的一切对象都和与后一个对象类似的那些对象处在类似的先行关系和接近关系中。或者，换言之，假如没有前一个对象，那么后一个对象就不可能存在。”这段话的第一句，观察到A总是伴随着B一起出现，只是重复了他此前的规律性定义。但到了1748年，休谟似乎产生了一些疑虑，发现有必要对这个定义做一些修改。作为一名自封的辉格史学家，我可以理解他这么做的原因所在。因为根据他之前的定义，鸡鸣就成了日出的因。为了修补这一缺陷，他补充了第二个定义。这个定义的提出在他早期的著作中没有任何暗示，这是一个反事实定义：“假如没有前一个对象，那么后一个对象就不可能存在。”
这段话指出了休谟对因果的定义就有不清晰的地方，这不清晰之处便来自于混淆了关联和反事实。原本休谟想证明，关联就是我们所需要的全部，没有在这之外的东西了。但他得出这一结论时所使用的因果的定义却包含了反事实的层次。或许因为都是搞科学的，Pearl的回应在我看来比康德的论证更加直接有力。
Pearl最大的贡献，在于他把因果从哲学思考拉向了科学研究，让我们可以用图论和方程来表述和量化因果。而且他开发了前门准则、后门准则等一系列技巧，帮助我们在被动的观察数据中，也可以尽可能得出因果的结论。
结语
因果是一个很大的话题，这篇文章的讲述肯定是挂一漏万的，但至少从以上梳理的脉络中我们可以看出，对因果的认识是在进步的，而且这一概念在科学研究中大有可为。做一个不靠谱的猜测：原本LLM都是靠堆砌数据和模型规模培养出来的，可以说是完全的经验主义思路。而下围棋的Alpha zero，可以通过自己和自己下棋从零成长出超越棋谱的水平，这可以说是某种先天认知结构的力量。结合这两者的deepseek R1，便兼具先天认知结构和感官印象的获取，是不是就是一个完整的理性主体该有的样子？大语言模型对因果律的认识程度，似乎就是一个AGI的评判标准。
参考文献或书目
《世界哲学史》施杜里希
《纯粹理性批判》康德
《为什么》Judea Pearl
因果涌现读书会第六季
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